超磁致伸缩执行器在机电工程中的应用研究现状
2023年磁致伸缩继电器行业市场分析现状

2023年磁致伸缩继电器行业市场分析现状磁致伸缩继电器是一种新型的继电器,它利用磁致伸缩原理将电信号转换为机械运动,具有快速响应、可靠性高、体积小等优点。
目前,磁致伸缩继电器广泛应用于各个行业,如电力、通信、汽车等。
首先,磁致伸缩继电器在电力行业的应用需求量较大。
电力行业对继电器的要求是快速响应、可靠性高、寿命长。
相比传统继电器,磁致伸缩继电器具有更高的响应速度和更长的使用寿命,因此在电力系统的故障检测和保护中广泛应用。
同时,随着电力系统的改造和优化,对继电器的要求也在不断提高,这为磁致伸缩继电器提供了更多的发展机会。
其次,磁致伸缩继电器在通信行业得到广泛应用。
随着通信技术的飞速发展,对继电器的要求也越来越高。
磁致伸缩继电器具有较小的体积和较低的功耗,适用于需要高频切换的通信设备。
另外,磁致伸缩继电器的快速响应和可靠性高也能满足通信设备对断电保护的要求。
因此,磁致伸缩继电器在通信行业市场有着广阔的发展前景。
再次,磁致伸缩继电器在汽车行业的应用也逐渐增加。
随着汽车电子技术的迅猛发展,汽车上各种电子设备的数量和复杂性也在不断增加。
磁致伸缩继电器具有体积小、功耗低和快速响应的特点,非常适合用于汽车电子设备中。
例如,磁致伸缩继电器可以用于汽车启停系统、电动辅助转向系统和电动座椅调节系统等。
随着电动汽车市场的崛起,对磁致伸缩继电器的需求也将进一步增加。
此外,随着人们对生活质量和工作效率的要求不断提高,对继电器产品的需求也随之增加。
磁致伸缩继电器具有快速响应和可靠性高的特点,能够满足人们对高效、安全的需求。
因此,在家电、办公设备等领域也有着广泛的市场需求。
综上所述,磁致伸缩继电器在电力、通信、汽车等行业有着广泛的市场应用。
随着现代化技术的不断进步和市场需求的增加,我们可以预见磁致伸缩继电器行业将会有更大的发展潜力和市场空间。
同时,随着竞争的加剧,磁致伸缩继电器企业需要不断创新和提高产品质量,以保持竞争力和市场份额的稳定增长。
超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究

超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究引言超磁致伸缩作动器是一种基于磁性材料的智能材料致动器,具有高精度、高刚度、高运动分辨率和快速响应等特点,被广泛应用于精密定位、振动控制和自适应结构等领域。
了解超磁致伸缩作动器的动力学特性对于优化其设计和控制具有重要意义。
本文基于磁力平衡原理和动力学分析方法,提出了一种超磁致伸缩作动器动力学模型,并对其特性进行了分析研究。
模型构建超磁致伸缩作动器由磁铁、线圈和磁致伸缩材料组成。
在模型构建中,假设线圈内部感应电阻可忽略不计,并忽略壳体和线圈之间的磁阻。
通过磁力平衡原理,可以得到作动器的力学模型。
首先,根据安培定律,作用在线圈上的磁力可以表示为:Fm = B · I · l其中,Fm表示磁力,B是磁感强度,I是线圈电流,l是线圈长度。
通过磁感强度和线圈电流的关系可以得到:B = μ0 · (H + Ms · M)其中,μ0表示真空中的磁导率,H是外加磁场强度,Ms是磁致伸缩材料的饱和磁化强度,M是磁化强度。
接下来,根据赫斯定律和欧姆定律,可以得到线圈受到的电动势和电阻:E = -dφ/dt = - N · d(B · S)/dt = -N · S · d(B · I)/dt其中,E表示电动势,N表示线圈匝数,S表示线圈截面积。
根据电动势和电阻的关系可以得到:E = R · I + L · dI/dt其中,R表示线圈电阻,L表示线圈电感。
最后,根据牛顿第二定律,可以得到作动器的动力学方程: Fm - Fd - Fs = m · a其中,Fd表示阻尼力,Fs表示弹簧力,m表示作动器的质量,a表示作动器的加速度。
特性分析基于上述模型,可以对超磁致伸缩作动器的特性进行分析。
首先,通过数值方法求解动力学方程可以得到作动器的位置、速度和加速度随时间的变化。
超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状

[综述 专论]DOI :10.3969/.j i s sn .1005 2895.2011.01.收稿日期:2010 11 08;修回日期:2010 12 10基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975256);浙江省自然科学基金重点资助项目(Z1080537);国家教育部博士点基金资助项目(20070335204)。
作者简介:宣振兴(1982),男,浙江义乌人,助理工程师,主要从事产品质量鉴定工作。
E m ai :l x uanz x1982@yahoo .co m.c n超磁致伸缩材料发展动态与工程应用研究现状宣振兴1,邬义杰2,王慧忠1,张 雷2(1.浙江省计量科学研究院,浙江杭州 310011;2.浙江大学现代制造工程研究所,浙江杭州 310027)摘 要:为了反映超磁致伸缩材料的国内外研究现状,对超磁致伸缩材料发展历程和性能特点进行了阐述。
在详细调研基础上,较全面地介绍了国内外超磁致伸缩材料在各工程领域的应用以及发展状况。
通过分析其历史沿革和最新成果,对未来的发展方向进行了展望,并对其应用潜力领域进行了预测。
图2参26关 键 词:材料学;超磁致伸缩材料;现状;应用;发展方向中图分类号: 文献标志码:A 文章编号:1005 2895(2011)01 0116 04Develop m ent and Applications R esearch on G i antM agnetostrictive M ateri alsXUAN Zhen x ing 1,WU Y i jie 2,WANG Hu i z hong 1,Z HANG Le i2(1.Zhe jiang P rov i nce Instit ute o fM etro l ogy ,H angzhou 310011,Ch i na ;2.Institute ofM anufac t ur i ng Eng i neer i ng ,Zhe ji ang U niversity ,H angzhou 310027,China)Abst ract :To report the current situati o n of g iant m agnetostrictive m ateria ls (GMM )at ho m e and abroad ,thedeve l o pm enta l h i s tory o f GMM is rev ie w ed and its good perfo r m ance is descri b ed .The status quo of app licati o n and deve l o pm ent of G MM i n d ifferent eng i n eeri n g fields at ho m e and abroad is presented by the sur vey syste m atica ll y .Theapp lication and developm ent o fGMM i n future is discussed.The fields where GMM has a huge po tenti a l use are also esti m a ted .[Ch ,2fi g .26re.f ]K ey words :m aterials ;g iant m agnetostrictive m ateria ls ;current situation ;applicati o n ;the d irecti o n for the futuredeve l o pm ent 1 问题的提出超磁致伸缩材料(G iant M agnetostricti v e M ateria,l 简写为G MM )是一种新型的功能材料,在室温下具有极大的磁致伸缩应变,典型代表为Terfeno l D,其饱和磁致伸缩系数 s 一般大于3.0 10-5。
薄膜型超磁致伸缩微执行器的研究现状

薄膜型超磁致伸缩微执行器的研究现状注意:本文已在《压电与声光》(2000,22(3):157~159,167)杂志发表,使用者请注明文章出处贾振元武丹杨兴郭东明郭丽莎(大连理工大学机械工程学院 116024)摘要超磁致伸缩薄膜是一种性能优良的新型微驱动元件,在查阅大量文献的基础上,介绍了超磁致伸缩薄膜驱动的原理,综述了薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发和最新研究成果,重点介绍了薄膜型超磁致伸缩微执行器在微流体控制系统中的应用,在线性超声微马达中的应用和在微小型行走机械中的应用,并对超磁致伸缩薄膜在微执行器中的发展提出了展望。
关键词超磁致伸缩微执行器薄膜分类号TP2420引言微型机电系统技术是一个新兴的技术领域,而微执行器又是复杂微机电系统的关键技术之一.常用的微执行器根据其驱动方式可分为压电式、静电式、形状记忆合金驱动等。
压电式和静电式微执行器是目前应用较广泛的微执行器,它们具有精度高、不发热、响应速度较快等优点,但输出力小、驱动电压高等缺点也限制了它们的应用;而形状记忆合金虽然是已知的功能材料中变形量最大的,但它的响应速度较慢,且变形不连续,因而也限制了其应用。
超磁致伸缩材料是一种新型高效的磁(电)—机械能转换材料,具有应变大、能量密度高、机电藕荷系数大、响应速度、输出力大等优点。
从其诞生开始,便引起了工业界的重视,已广泛地应用于减震、阀门控制、微定位、机械传动机构、振动器、传感器及声纳系统等方面。
近年来,在磁致伸缩应用领域又出现了一个新的研究热点—超磁致伸缩薄膜的研究与应用。
许多研究者采用溅射方法在非磁性基片上制备了稀土—过渡金属非晶薄膜,并对薄膜的结构和磁致伸缩特性进行了研究,发现磁致伸缩薄膜具有良好的软磁性能,磁晶各向异性值低,在室温和低磁场下能产生很大的磁致伸缩应变。
与通常的体磁致伸缩材料相比,超磁致伸缩薄膜的制造过程容易和传统的半导体工艺联系起来,因而成本较低,并且由于薄膜中的二维磁弹性相互作用使超磁致伸缩材料又具有一些新的功能,这对于超磁致伸缩材料的实际应用具有重要意义.可以说,正是由于超磁致伸缩薄膜材料的种种优点,决定了其在微型执行器中有着不可估量的发展前景。
超磁致伸缩驱动器位移放大机构现状及应用研究

三角形放大机
在理 论 上 可 以 达 到 3 倍 ~4 倍 的 放 大 效 果,同 时 具
实现系统的精密定位 [4].柔性铰链 放 大 机 构 根 据 运
构、
桥式放大机构.
1
1 液压放大机构
液压放大机构的工作原 理 如 图 1(
若输
a)所 示,
入活塞和输出活塞 的 面 积 分 别 为 A1 和 A2 ,则 这 个
并将此位移放大
机构应用于微型驱动器上;
经过初步测试,
达到了设计要求的放大倍数和频率响应要求.超磁致伸缩驱
动器放大机构的设计对于解决实际工程问题具有重要的参考意义和实践价值.
关键词:
超磁致伸缩驱动器;
位移;
放大机构
中图分类号:
O4
8
2
5
2+6 文献标识码:
A 文章编号:
1
0
0
7—6
9
2
工程应用中,
对驱动器的体积有所限制,
导致其输出
位移达不到使 用 要 求. 对 于 大 位 移 应 用 工 况,一 般
采用两种实现方案:
① 多级超磁致伸缩驱动器串联;
② 采用位移放大机构与超磁致伸缩驱动器配合.由
于超磁致伸缩材料 价 格 昂 贵,并 且 多 级 超 磁 致 伸 缩
驱动器的串联会使 驱 动 器 的 体 积 庞 大,不 满 足 小 体
作者简介:闫洪波(
1981—),男,硕士生导师,副教授,主要研究方向:知识创新及工程应用.
通讯作者:牛禹(
1996- ),男,山西吕梁人,硕士研究生,主要研究方向:超磁致伸缩致动器的应用.
81
总第 444 期
内 蒙 古 科 技 与 经 济
基于磁致伸缩材料的电机研究进展

模 式 和共振 模式 下 , 高 频 时 涡流 效 应 使 G MM 内部 的磁场 不 均 匀 , 降低材料 的利用率 , 目前 普 遍 认 为
GMM 最适 合工 作在 低频 场合 , 0 ~5 k Hz内 的能 量
直 接转 化 为 电机 输 出 位 移 , 其运 动精 度 由材 料 的伸 缩 精度 决定 , 由 于 GMM 存 在 非 线 性 , 常 用 偏 置 磁
场 和预 紧力 等改 善 电机精 度 。 电机 可工 作在 非共 振
稳 定性 好 , 不易 老化 , 可 靠性 高 和形 变 量 大 等 优 点 ,
3 基 于 磁 致 伸 缩 效 应 的振 动 电机
磁 致伸 缩式 电机 利用 磁致 伸缩 材料 的伸缩 位 移
Ma t t h e y和 R E P 、 日本 东 芝 公 司及 海 洋 开 发 研 究 中 心 等也 能进 行规模 化 生产 。在 国内 , 中科 院物理所 、 北 京科 技 大学 、 大连 理工 大学 、 中科 院上 海冶 金研 究 所 等也 开 发 出该 材 料 。其 中 T e r f o n o l — D 具 有 时 间
5 8 6
压
电
与
声
光
E d g e Te c h n o l o g i e s公 司 的 T e r f o n o l — D 和瑞 典 F e —
r e d y n AB公 司 的 M a g me k 8 6 , 此外 , 英 国的 J o h n s o n
较 广泛 的仍 是静 电式 和压 电式 。
量, 愚 。 。 为 机 电耦 合 系数 , P Z T 为 压 电材料 。该 材 料 已大量 用 在高动 力 执 行 机构 、 传 感 器 和换 能 器 等 领
2023年磁致伸缩继电器行业市场前景分析

2023年磁致伸缩继电器行业市场前景分析磁致伸缩继电器市场前景分析磁致伸缩继电器是一种新型的电子元器件,其应用领域广泛,主要用于通信、电力、安全控制和制造业等行业中。
随着这些行业的发展,磁致伸缩继电器的市场需求也在逐步增加。
在未来几年中,磁致伸缩继电器市场前景将会越来越广阔,以下是具体分析:一、需求量增长趋势磁致伸缩继电器的应用领域十分广泛,随着电子信息产业的蓬勃发展,其在通信、数字电路中的应用越来越广泛,而此类应用领域的发展趋势良好,预计未来需求量将会逐步增加。
此外,随着人们对生产工艺的要求不断提高,磁致伸缩继电器已经在汽车和机器人等制造业中得到广泛应用。
随着更广泛的应用场景和生产需求的出现,市场需求量也将会逐步增长。
二、市场占有率提高近年来,磁性材料在伸缩继电器中的应用成为行业发展的重头戏,市场面积快速扩张,而且技术难度也不断提高。
目前,市场上的合格磁致伸缩继电器品牌数量较少,其实在质量和技术方面的表现相对一般,是市场上空缺的点,这将给行业内罕见的商业机会。
预计未来,磁致伸缩继电器市场竞争将会更加激烈,但市场份额之低的竞争者获得更多的快速发展机会。
三、技术水平提高随着科技的发展和创新,人们对磁致伸缩继电器的要求也在逐步提高。
未来,在保持磁致伸缩继电器发展的同时,技术水平的提高也将成为关键。
未来,磁致伸缩继电器将不仅需要具有高可靠性和性能稳定性,还需要完成智能化,大数据处理等功能。
在这样的市场环境下,行业内的企业需要积极投入足够的研发资金来推进技术升级。
四、市场份额提高当前,在智能化和数字化趋势推动下,人们期望简化市场上杂乱复杂的电气系统。
而作为传统的继电器,磁致伸缩继电器的市场分额已经被机电和半导体继电器所挤占。
但磁致伸缩继电器作为一个大而全的解决方案,未来还有很大空间去继续发掘市场份额。
与此同时,随着产品的不断迭代升级,磁致伸缩继电器市场分额也将会逐渐提高。
总体来看,磁致伸缩继电器市场前景向好。
新型材料磁致伸缩效应的机械应用研究

新型材料磁致伸缩效应的机械应用研究磁致伸缩效应是指材料在磁场的作用下发生形变的现象,这一现象在新型材料中具有广泛的应用前景。
本文将探讨磁致伸缩效应在机械应用领域的研究进展,并分析其潜在的应用前景。
首先,我们来了解一下磁致伸缩效应的基本原理。
磁致伸缩效应是由于材料中的磁电耦合效应而产生的。
当外加磁场作用在材料上时,磁场将改变材料内部的磁化程度,从而引起材料的形变。
一般来说,材料在磁场方向上会发生伸长,而在垂直于磁场方向上会发生压缩。
这种磁致伸缩效应可以被应用于制造各种机械装置和器件。
接下来,我们将重点关注磁致伸缩效应在机械应用领域的研究进展。
近年来,许多研究机构和企业对磁致伸缩效应进行了深入的研究,并取得了一系列令人瞩目的成果。
例如,在机械领域,磁致伸缩效应可以用于制造微型机械致动器。
这些致动器可以通过外加磁场来控制其长度,从而实现微小机械装置的控制和调节。
此外,磁致伸缩效应还可用于制造精密测量仪器和机械元器件。
磁致伸缩材料在磁场作用下的形变可以实现微米级的位移控制,从而可用于制造高精度的位移传感器和驱动装置。
这些装置在航空航天、光电子、精密加工等领域中具有广泛的应用前景。
在机械应用领域中,磁致伸缩效应还可以应用于制造智能材料和智能结构。
智能结构是指具有感知、反应和自适应能力的结构,它能够根据外界环境条件的变化自动调整其性能。
磁致伸缩材料可以作为智能结构的重要组成部分,利用其磁致伸缩效应来实现结构的形状控制和性能调节。
这一领域的研究目前仍处于初级阶段,但已经显示出巨大的潜力。
尽管磁致伸缩效应在机械应用领域的研究取得了一系列重要的成果,但仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先,磁致伸缩材料的制备和加工需要较高的成本和技术要求。
其次,磁致伸缩效应的稳定性和可靠性需要进一步改善,以满足实际应用的需求。
此外,磁致伸缩材料的长期使用性能和耐久性也需要进行更加深入的研究。
综上所述,磁致伸缩效应在机械应用领域具有广泛的应用前景。
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图l : 超 磁 致伸 缩执 行 器驱 动 系统 原 理 图
料 构 成 的主 动 控 制 执 行器 无 论 在 消 振频 率还 是 低 频 特 性 等方 面 都 具 有优 异 的特 性 。
2超磁 致伸缩执行器在机电工程中的应用
( 5 ) 在步进马达中的应用方面 , 由于由 T e r f e n o 1 . D制成的
超磁致伸缩执 行器
在机 电工程中的应用研究现状
胡 桂 领
( 周 口科 技职 业 学院 河 南 ・ 周口 4 6 6 0 0 1 )
摘 要 作 为一种新型高效 的磁 电一机械能转换材料 , 超磁致伸缩材料具有能量密度高 、 应 变值大、 响应速度 快、 机电 耦合 系数高 以及输出力大的特性 , 其被广泛地应用于各个 行业领域 , 特别是在机 电工程应用领域 。 本文在介绍超磁伸
缩执行器基础上, 着重对其在机 电工程 的实践应用进 行 了分析 。
关键词 超磁致伸缩执行器 机 电工程 应用 研究 文献标识码 : A 中图分类号: T B 3 4
l 超磁致伸缩执行器概述 的方环换 能器 , 即T e r f e n o 1 . D换 能器 , 其共振频率在 2 k H z以 开 发 超磁 致 伸 缩 执 行 器 过 程 中 ,首 要 原 则 应 充 分 考 虑 超 上 , 最 早 用于 商 品水 听 器 ; 后 期 日本 学者 同样 利 用超 磁致 伸 缩 磁 致 伸缩 材 料 自身 特 性 要 求 , 主 要进 行 预 压 力 机 构 、 偏 磁场 机 材 料 对 声 纳换 能 器进 行 了设 计 , 设计 出 8 根a 2 0 mmx 1 2 0 mm 的 构 和 微位 移 传 递 机 构 设 计 。 通 常 选 用连 续 调 整 型 恒 流 源 ( 输 T e r f e n o l - D振动源棒, 其 电耦 合 系数 在 7 3 % 以上 , 同 时声 源 信 出电流在 ̄ 3 A, 且保证 电流输出稳定可调) 作为超磁致伸缩执 号可达 到 1 9 2 d B ̄我国也对超磁致伸缩材料在声纳方面 的应 行器驱动 电源 , 同时电源 内部选 用单 片机作为 内置结构 , 通 过 用进行 了研 究,以七一五研 究所研究的多边形水声换能器和 电源 电流 促进 超 磁 致 伸 缩 材 料 驱 动 ,进 而 致 使 超 磁 致 伸 缩材 冶金部钢铁研究所研究的大功率低频声纳为典型代表 。 料发生伸缩变形 。 位移测量反馈 部分主要 以电感测微仪为主 , ( 2 ) 在流 体 机 械 的 应 用 方面 , 在 流 体 控 制 阀 类 部件 中一 个 通 过 测 量 放大 器 电路 实 现 对 传 感 器 输 出微 小 信 号 的方 法 ,最 最为关键 的组成就是 电一 机械转换器 ,超磁致伸缩材料具有 后 送 入单 片机 监 控 部 分 。 输 出力大和响应速度快特 点,其 己成为流体控 制阀类部件性
系 统 闭环 控 制 工 作 原 理 : 如图 1 所示 , 单片机系统 中D / A 能提高的首选材料 。最早瑞典公司将 T e r f e n o 1 . D换 能器用于
部分输出 ̄ 3 V 电压信号 , 控制可控恒流源输 出 ̄ 3 A稳定可靠 燃料 喷射 阀制造之中 , 有 效地提升燃料喷射速度和精度 。此 电流 , 超 磁 致 伸缩 执 行 器 中空 心 交流 线 圈受 电流 影 响 , 产 生 具 外 , 超 磁 致伸 缩 材 料 在 伺 服 阀 、 比例 阀 、 微 型泵 、 高 压 阀和 高速 有交变特性 的磁场 , 该磁场与永磁铁产生 的偏磁场叠加 , 促进 阀 等部 件 中也 具 的发生。微位移传递机将超磁致 ( 3 ) 在超 精密 加 工 中的 应 用方 面 , 现 常采 用 电致 伸缩 位 移 伸 缩 材料 伸 缩 变 形 传 递 出 。进 给 量通 过 电感 测 微 仪 的 侧 头 转 器作为超精密加工机械的驱动器 ,其在输出功率和位移量方 化为 电信号, 电信号经传感器 A / D转换 电路和传感器放大 电 面存在 着诸 多不足之处 ,而以超磁致伸缩材料为基础 的微位 路反馈给单片机系统 ,其对超磁致伸缩材料伸缩变形进行控 移 器 则 有效 地 解 决 了此 问题 譬如 ,日本 江 田弘和 公 司采 用 制 。系 统 开 环控 制 通 常 在 系 统 中无 位 移 测量 反 馈 部 分 ,其 主 了超磁 致伸缩材料作为大型光学金 刚石车床 的驱动器 ,有效 要通过单片机系统对可控恒流 电源进行控制, 并输出电流 , 最 地将车床精度和加工玻璃表面粗糙度控制在纳米级内。 此外,
由于超磁致伸缩执行器所具有的特性 ,其在机 电工程领 执行器在静态位移方 面可达到 2 0 ~ 2 0 0 1 a m, 其可广泛应用步进 域 具 有 较 为 广 泛 的 应用 , 诸如声纳系统、 流体机械、 超 精 密 加 马达 中,且 步进 马达具有可提供大扭矩和高分辨率特点。现 工、 振 动 的主 动 控 制执 行机 构 中 以及 步进 马达 中等 , 下面 进 行 已有德国研 究机 构采取非磁性材料制成 了马达管状定子,同
逐一分析 :
时配有相同直径 的 T e r f e n o 1 D材质棒,其具有较大的驱动力
终 控 制 超 磁致 伸缩 执 行 器 完 成 进 给 要 求 。
国 内通 过利用超磁致伸缩材料研制 出了活塞异型销孔制造 系 统, 有效地解决了异型销孔制造 问题 。 ( 4 ) 在振动的主动控制执行机 构中的应用方面 , 振动器是
振 动 主 动控 制 系 统 的一 个 关键 部分 ,对 其 可 实 施 性 具有 决定 影响 。 较 其 他 材 料 制 成 的主 动 控 制 执 行 机 构 , 由T e r f e n o l — D材